Hirsiseinän rakennusfysikaalinen tarkastelu: Ilmaston ja eristepaksuuden vaikutus homeindeksiin

Abstract

Rakenteiden kosteustekninen toiminta ja homeiden aiheuttamat sisäilmaongelmat ovat nousseet esille ilmasto-olosuhteiden muuttuessa. Ilmaston lisäksi rakenteiden kosteustekniseen toimivuuteen vaikuttavat myös kiristyneet energiatehokkuusvaatimukset. Nämä lisäävät riskiä rakenteiden kosteus- ja homevaurioille. Tässä tutkimuksessa selvitetään, kuinka ilmasto-olosuhteiden muutokset ja eristepaksuuden kasvattaminen vaikuttavat homeindeksin kasvuun tuulensuojalevyn sisäpinnalla. Tarkasteltavana rakenteena käytettiin vanhaa epätiivistä hirsiseinää, jonka ulkopuolelle oli asetettu julkisivuverhoilu. Tutkimus toteutettiin rakennusfysikaalista WUFI 2D -mallinnusohjelmaa ja Suomalainen homemalli -laskentapohjaa hyödyntäen. Eristeenä rakenteessa käytettiin mineraalivillaa, ja rakennetta tarkasteltiin vuosien 2004, 2015, 2050 ja 2100 ilmasto-olosuhteissa. Ilmasto-olosuhteet ja tarkasteluvuodet määräytyivät Jokioisen rakennusfysikaalisten testivuosien perusteella. Ilmaston suhteen vertailtiin eristämätöntä ja 100 mm mineraalivillalla eristettyä hirsiseinärakennetta. Eristetyn rakenteen homeindeksin maksimiarvo oli vuoden 2004 ilmasto-olosuhteissa 0,49, mikä on pienempi kuin homeindeksin sallittu maksimiarvo 1. Tarkasteluvuosina 2015, 2050 ja 2100 homeindeksien maksimiarvot ylittivät sallitun maksimiarvon, jolloin rakenne on riskialtis kosteus- ja homevaurioille. Suurin homeindeksin maksimiarvo (3,05) 100 mm eristepaksuudella saavutettiin ennustetuissa 2100 ilmasto-olosuhteissa. Tarkasteluvuosina 2015 ja 2050 homeindeksien maksimiarvot eivät juuri muuttuneet, mistä voidaan päätellä, että vuoden 2015 ilmasto on jo ollut yhtä kriittinen rakenteiden kosteusteknisen toiminnan kannalta kuin vuodelle 2050 on osattu olettaa. Näin ollen ennustettujen rakennusfysikaalisten testivuosien ilmasto-olosuhteet tulevat oletettavasti olemaan kriittisempiä kuin tämän hetken ennusteet antavat ymmärtää ja siksi tuloksiin täytyy suhtautua varauksella. Eristämättömän rakenteen homeindeksien maksimiarvot pysyivät alle sallitun maksimiarvon kaikkina tarkasteluvuosina. Suurin homeindeksin maksimiarvo (0,83) oli tarkasteluvuonna 2100. Eristämätön rakenne voitiin katsoa kosteusteknisesti toimivaksi, mutta eristämättömänä rakenne ei täyttänyt ulkoseinärakenteelle vaadittavaa U-arvoa (0,17 W/m^2*K). Homeindeksien maksimiarvoja tarkasteltiin ennustetussa vuoden 2100 ilmastossa eristepaksuuksilla 0–300 mm. Rakenteen eristepaksuuden kasvattamisella tarkasteltavassa rakenteessa, eli U-arvon pienentämisellä, huomattiin olevan suurempi vaikutus homeindeksin maksimiarvon kasvuun kuin tulevaisuuden ennustetuilla ilmasto-olosuhteilla. Jo 50 mm paksuinen mineraalivillakerros nosti homeindeksin maksimiarvon yli sallitun, ja 150 mm paksuinen eriste nosti arvon > 5. Tarkasteltava rakenne täytti vaadittavan U-arvo vaatimuksen noin 130 mm paksuisella mineraalivillaeristeellä. Tämän perusteella voitiin todeta tutkimuksessa tarkasteltava hirsiseinä kyseisellä mineraalivillalla eristettynä kosteusteknisesti toimimattomaksi. Ilmasto-olosuhteiden muutoksilla ja eristeen paksuudella huomattiin olevan selvä vaikutus tarkasteltavan pisteen homeindeksin kasvuun. Tulevaisuudessa vuosittaiset lämpötilat nousevat, viistosateet ja tuulisuus lisääntyvät sekä ilman suhteellinen kosteuspitoisuus nousee. U-arvoa pienentämällä rakenteiden uloimmat kerrokset viilenevät, mikä voi aiheuttaa kosteuden tiivistymistä uloimpiin rakennekerroksiin. Tulevaisuuden rakentamisessa ja puurunkoisten talojen lisääntyessä täytyy siis ottaa entistä tarkemmin huomioon rakenteiden kosteustekninen toiminta.